JPS6369244A

JPS6369244A - ウエハ異物検査装置

Info

Publication number: JPS6369244A
Application number: JP21342486A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Taniuchi; 谷内　俊明; Ryoji Nemoto; 亮二根本
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1988-03-29
Also published as: JPH0347736B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は　％ｔ１１．導体ウェハなどの表面の異物を
検出する異物検査装置に関する。

［従来の技術］従来、半導体ウェハ表面の異物検査を行う異物検査装置
においては、１１′導体ウェハの輪郭パターン重ねて、
検出した異物をプロットした異物マツプをディスプレイ
画面に表示したり、またはプリントアウトするようにな
っている。

［解決しようとする問題点コ半導体ウェハの表面は、複数のチップ領域に区画されて
おり、異物管理が真に必要な部分は各チップ領域の周辺
部を除いた領域（有効領域）である。

換言すれば、半導体ウェハの周辺部や、チップ領域の周
辺部に存在する異物は重要ではなく、真に重要なことは
、各チップ領域の有効領域内における最大異物サイズな
どを把握して、各チップ領域が利用可能か否かを知るこ
とである。

しかるに、従来の異物検査装置によって得られる異物マ
ツプからは、半導体ウェハ表面全体における異物の分布
などを把握することはできても、各チップ領域を使用可
能であるか否かを容易に判断することはできない。

［発明の目的コしたがって、この発明の目的は、そのような問題点を解
消し、半導体ウェハ表面の各チップ領域の利用可否など
を容易に判断できるようにした異物検査装置を提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段コこの目的を達成するために、この発明による異物検査装
置は、被検査面上の異物を検出する手段と、被検査面内
の区画を示すパターンをディスプレイ画面またはプリン
ト紙に出力させる手段と、検出された異物のうち区画の
有効領域内の異物だけを有効異物として抽出する手段と
、区画毎に有効異物の最大サイズを検出する手段と、各
区画毎の有効異物の最大サイズを示すパターンをディス
プレイ画面またはプリント紙に前記区画のパターンと重
ねて出力させる手段とを０゛する構成とされる。

［作用］このような構成であるから、例えば゛１′、導体ウェハ
の表面を被検査面とし、区画をチップ領域とした場合、
各チップ領域の有効領域内の最大異物サイズのパターン
と、チップ領域の輪郭パターンとを干ねたソ４物マツプ
が得られる。

このような異物マツプによれば、半導体ウェハｌ−の各
チップ領域の真に問題となる異物の最大サイズをチップ
領域対応に把握できるから、各チップ領域が利用可能で
あるか否かを容易に判断できる。

［実施例コ以下、図面を参照し、この発明の一実施例について詳細
に説明する。

第１図は、この発明による半導体ウェハ用異物検査装置
の概要図である。

この図において、１０は半導体ウェハ表面を光学的にＷ
ＪにＩＩするための観測部である。この観測部１０につ
いて説明すれば、１２は゛１′導体ウェハ１４を移動さ
せるための移動ステージ機構である。

１６および１８はＳ偏光レーザビームを゛ｉ導体ウェハ
１４の表面に斜めに照射するためのＳ偏光レーザ発振器
である。

移動ステージ機構１２によって゛１′、導体ウェハ１４
をＸ方向およびＹ方向に移動させることにより、半導体
ウェハ１４の表面はＳ偏光レーザビームによってＸＹ走
査される。移動ステージ機構１２は、その走査位置を検
出するための位置エンコーダを内蔵しており、その位置
情報を外部に出力されるようになっている。

２０は対物レンズ、２２はＳ偏光カットフィルタ、２４
はホトマルチプライヤである。半導体ウェハ表面からの
ほぼ垂直方向への散乱光は、対物レンズ２０を介してＳ
偏光カットフィルタ２２に入射し、そのＰ偏光成分だけ
が抽出されてホトマルチプライヤ２４に入射し、電気信
号に変換される。

走査点に異物が存在する場合、異物表面は微小な凹凸が
あるため、散乱光のＰ偏光成分が多くなるが、異物が存
在しない場合は散乱光のＰ偏光成分は充分に少ない。な
お、パターンのエツジ部においても、垂直方向の散乱光
が増加するが、そのエツジ部はミクロ的に見ると＝Ｐ、
　ｉ’ｌ’？であるから、散乱光のＰ偏光成分は充分に
少ない。

その結果、ホトマルチプライヤ２４の出力信号レベルか
ら、゛１１導体ウェハ表面のパターンと弁別して異物の
有無を判定できる。

また、ホトマルチプライヤ２４の出力信号レベルは、そ
の視野内における散乱光のＰ光成分の平均レベルに比例
するから、ホトマルチプライヤ２４の出力レベルから異
物のサイズも判定できる。

２６はそのような判定を行うためのレベル比較回路であ
る。このレベル比較回路２６は、ホトマルチプライヤ２
４の出力信号を異物サイズ対応の複数の閾値とレベル比
較を行い、サイズ対応の異物データを出力する。

２８は移動ステージ１２の駆動用モータなどの駆動制御
を行う駆動制御回路である。

３０は処理制御部である。この処理制御部３゜は、マイ
クロプロセッサ３２、メモリ３４、インターフェイス回
路３８をバス４６で相１ｊ−，に接続した構成である。

レベル比較回路２６から出力される異物データは、イン
ターフェイス回路３８を通じて処理制御部３０に人力さ
れる。

駆動制御回路２８に対する制御指令は、インターフェイ
ス回路３８を介して処理制御部３０から出力される。ま
た、このインターフェイス回路３８を介して、移動ステ
ージ機構１２から位置情報が入力される。

４８はキーボードであり、このキーボード４８からイン
ターフェイス回路３８を介して処理制御部３０に情報を
入力できる。

５０は異物マツプなどの表示のためのディスプレイユニ
ットである。５２はそのコントローラであり、バス４６
に接続される。このコントローラ５２は、ディスプレイ
画面の表示データをビットマツプの形で記憶するための
画像メモリ５４を内蔵している。この画像メモリ５４は
マイクロプロセッサ３２によってアクセス可能であり、
コントローラ５２は、画像メモリ５４の記憶データをビ
デオ信号に変換してディスプレイユニット５０へ送出し
、そのディスプレイ画面に表示させる。

第２図は、処理制御部３０の処理の流れを示す概略フロ
ーチャートである。以下、このフローチャートを参照し
ながら、この異物検査装置の動作を説明する。

半導体ウェハ１４が移動ステージ機構１２に位置決め固
定された状態で、キーボード４８の特定キーが押下され
ると、処理制御部３０のマイクロプロセッサ３２は第２
図に示すような処理および制御のためのプログラム（メ
モリ３４に格納されている）の実行を開始する。

なお、予め検査対象の半導体ウェハ１４のサイズ情報、
チップ配列定義情報がキーボード４８から処理制御部３
０に入力され、その入力情報から、走査終了座標と、各
チップ領域の輪郭座標、および各チップ領域の有効領域
の輪郭座標が計算され、メモリ３４にの座標テーブル３
４ｂに記憶されている。

まず、メモリ３４１−の一群の異物サイズカウンタ３４
ａなどのクリア、画像メモリ５２のクリアなどの初期化
が行われる（ステップ１００）。

ステップ１０２において、移動ステージ機構１２を走査
開始位置に移動させるように、駆動制御回路２８に制御
指令が送られる。

この走査開始位置への位置決めが完了すると、ステップ
１０４において、走査開始指令が駆動制御回路２８へ送
られる。これにより、移動ステージ機構１２がＸ方向お
よびＹ方向に移動し、半導体ウェハ表面のＳ偏光レーザ
ビームによるＸＹ定走査始まる。

この走査開始後、一定の周期で、レベル比較回路２６に
よる判定データおよび移動ステージ機構１２から送出さ
れる走査位置情報がサンプリングされ、マイクロプロセ
ッサ３２内部レジスタに保持される（ステップ１０θ）
。

マイクロプロセッサ３２において、サンプリングした判
定データがいずれかのサイズの異物を示すコードである
か判定される（ステップ１０８）。

異物のコードであれば、ステップ１１０において、サン
プリングした走査位置情報（走査位置の座標）と、座標
テーブル３４ｂに記憶されている各チップ領域の有効領
域の輪郭座標との比較が行われ、走査位置がいずれかの
チップ領域の有効領域内であるか調べられる。

有効領域内であれば、ステップ１１２において、その異
物が属するチップ領域に対応した異物サイズレジスタ３
４ａに保持されている異物サイズ（判定コード）と、現
在検出された有効異物のサイズ（判定コード）との大小
比較が行われる。現在検出された有効異物のサイズのほ
うが大きければ、そのサイズ（判定コード）が、その異
物サイズレジスタ３２ａに改めて設定され（ステップ１
１３）、ステップ１０６に戻る。そうでなければ、この
ステップはスキップされる。

ステップ１０８において異物のコードでないと判定され
た場合、または、ステップ１１０においてチップ領域の
有効領域でないと判定された場合、ステップ１１４に進
む。このステップにおいては、走査位置情報と座標テー
ブル３４ｂに記憶されている走査終了座標とが比較され
、走査終了の判定が１ｆわれる。終了でなければ、ステ
ップ１０６に戻るが、終了ならばステップ１１６に進む
。

このように、検出された異物のうち、チップ領域の有効
領域内の異物だけが抽出され、その最大サイズがチップ
領域毎に検出される。換言すれば、チップ領域の有効領
域外で検出された異物、つまりチップ領域の周辺部およ
び半導体ウェハの周辺部で検出された異物はマスキング
され、サイズ判定の対象から除外される。

ステップ１１６において、駆動制御回路２８に対して走
査停止指令が送られ、移動ステージ機構１２は停止させ
られる。

次のステップ１１８において、マイクロプロセッサ３２
は、座標テーブル３４ｂに記憶されている座標情報に従
い、半導体ウェハの輪郭パターンと各チップ領域の輪郭
パターンを画像メモリ５２Ｌに生成する。

この処理が終わると、チップ領域毎の有効異物の最大サ
イズを示すパターンの表示処理が開始する。

ステップ１２０において、一群の異物サイズレジスタ３
４ａの最初のレジスタから、有効異物の最大サイズがマ
イクロプロセッサ３２に読み込まれ、そのサイズを示す
数字パターンが生成されて画像メモリ５４の対応チップ
領域位置に書き込まれる。ただし、異物サイズレジスタ
の値がゼロの場合、つまり対応のチップ領域に有効異物
が検出されない場合、そのパターンは生成されない。

最後の異物サイズレジスタ３４ａまで同様の処理が実行
されると、ステップ１２２で終了と判定され、処理を終
了する。

このようにして、ディスプレイユニット５０の画面には
、第３図に示すような異物マツプが表示される。この図
において、６０は半導体ウェハの輪郭パターン、６２は
チップ領域の輪郭パターンである。６４はチップ領域に
おける有効異物の最大サイズをｔＪ＜す数字パターンで
ある。

このような異物マツプによれば、各チップ領域に対応し
て、その有効領域内の最大異物サイズを把握し、各チッ
プ領域を利用可能であるか否かを容易に判断できる。

以−１−１一実施例について説明したが、この発明はそ
れだけに限定されるものではな（、その要旨を逸脱しな
い範囲内で様々に変形して実施できるものである。

例えば、前記実施例においては、異物マツプをディスプ
レイ画面に表示したが、プリントアウトしてもよい。

前記実施例においては、半導体ウェハの輪郭パターンも
表示したが、必ずしも表示しなくともよい。

前記実施例においては、異物の判定データの読込みの都
度、チップ有効領域内の異物の抽出（それ以外の異物の
マスキング）を行っている。しかし、検出された異物を
無条件に記憶し、後に有効異物の抽出処理を−・括して
行うこともできる。

前記実施例においては、゛１１導体ウェハ表面のＸＹ定
走査行ったが、螺旋走査を行ってもよい。

さらに、前記実施例においては、半導体ウェハのＸ、Ｙ
方向および回転方向の位置ずれがないとして説明したが
、そのような位置ずれを考慮する７認がある場合は、適
当な処理段階で光物検出位置の補ｉＥ処理を行えばよい
。

また、この発明は　＞ｌ／、導体ウェハ以外の被検査物
の表面の異物検査を行うための装置にも同様に適用でき
るものである。

［発明の効果コ以−に説明したように、この発明によれば、異物検査装
置は、被検査面上の異物を検出する手段と、被検査面内
の区画を示すパターンをディスプレイ画面またはプリン
ト紙に出力させる手段と、検出された異物のうち区画の
有効領域内の異物だけを有効異物として抽出する手段と
、区画毎に有効異物の最大サイズを検出する手段と、各
区画毎の有効異物の最大サイズを示すパターンをディス
プレイ画面またはプリント紙に前記区画のパターンと重
ねて出力させる手段とを有する構成とされるから、その
異物マツプから、例えば゛ト導体ウェハの各チップ領域
の有効領域内の異物の゛ｉ導体ウェハ上の各チップ領域
の１１に問題となる異物の最大サイズをチップ領域対応
に把握でき、各チップ領域が利用可能であるか否かを容
易に判断できるなど、従来装置の問題点を解消した異物
検査装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による異物検査装置の概要図、第２
図は処理制御部の処理および制御を説明するための概略
フローチャート、第３図は異物マツプの説明図である。１０・・・Ｂ測部、１４・・・ゝｉ導体ウェハ、１２・
・・移動ステージ機構、１８．１８・・・Ｓ偏光レーザ
発振器、２４・・・ホトマルチプライヤ、２６・・・レ
ベル比較回路、３０・・・処理制御部、３２・・・マイ
クロプロセッサ、３４・・・メモリ、３４ａ・・・異物
サイズレジスタ、３４ｂ・・・座標テーブル、５０・・
・ディスプレイユニット、５２・・・コントローラ、５
４・・・画像メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検査面上の異物を検出する手段と、被検査面内
の区画を示すパターンをディスプレイ画面またはプリン
ト紙に出力させる手段と、検出された異物のうち区画の
有効領域内の異物だけを有効異物として抽出する手段と
、区画毎に有効異物の最大サイズを検出する手段と、各
区画毎の有効異物の最大サイズを示すパターンをディス
プレイ画面またはプリント紙に前記区画のパターンと重
ねて出力させる手段とを有することを特徴とする異物検
査装置。
（２）被検査面はウェハの表面であり、区画はチップ領
域であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の異物検査装置。